汽車車燈主要是用做照明，可以說是汽車的眼睛，車燈是對所有汽車照明系統(tǒng)的統(tǒng)稱。汽車車燈外觀要求高，幾個重要零件都是透明件，電鍍件等，可以說汽車外觀要求最高的零件就是車燈，因而對模具設(shè)計與制造要求極高。

一般汽車的主要燈飾件就是前后大燈。車燈不同的車系有不同配置，同一車系依據(jù)高低配置也不盡相同。組成汽車前后燈的主要零件有：左右透鏡.左右裝飾框.左右燈殼.左右反射鏡等，汽車車燈的外觀要求極為嚴(yán)格。

汽車前大燈組裝效果如圖1所示：

△圖1 汽車前大燈組裝效果圖

△圖2 汽車前大燈架構(gòu)與效果圖

△圖3 汽車后大燈架構(gòu)與效果圖

△圖4 汽車車燈主要零件圖

車燈的組成：

圖4所示為汽車車燈的主要零件，組成汽車前后燈的主要零件有：左右透鏡.左右裝飾框.左右燈殼.左右反射鏡等。汽車車燈的外觀要求極為嚴(yán)格，本文選取某名牌汽車前大燈模具進(jìn)行介紹。

△圖5 汽車前大燈功能定義圖

前大燈采用H7作為遠(yuǎn)近光光源，通過一個電機(jī)和擋片進(jìn)行遠(yuǎn)近光切換；位置燈采用8顆LED，并帶有單獨(dú)的位置燈配光鏡；轉(zhuǎn)向燈采用PY21W作為光源，無單獨(dú)配光鏡，透鏡上可以做適當(dāng)?shù)幕y。裝飾框局部做磨砂效果，磨砂區(qū)域如圖6所示，其余部分高亮。

△圖6 汽車前大燈磨砂位置

通過圖5與圖6所示：外觀可觀察到本大燈的零件有：透鏡.裝飾框.裝飾眉片.燈殼等，還有部分零件在大燈內(nèi)部不可見。下面以此款車燈為例，介紹汽車前大燈燈殼塑件的模具設(shè)計經(jīng)驗與要點(diǎn)。

本文以汽車前大燈燈殼零件為例，詳細(xì)介紹汽車燈殼注塑模具的設(shè)計要點(diǎn)與技術(shù)總結(jié)。汽車燈殼零件如圖7所示：

△圖7 汽車前大燈燈殼零件圖

1. 塑件外觀要求與結(jié)構(gòu)分析

圖7所示為某品牌汽車前大燈燈殼零件圖，材料為PP+TD2，其中PP為燈殼外罩的基體，TD2是材料中加入2%的滑石粉，主要是提高燈殼外罩的剛性。非外觀件，屬內(nèi)部功能件。塑件尺寸為：475.3*355.6*291.4mm。塑件特點(diǎn)如下：

1）非外觀件，塑件外觀面不允許有斑點(diǎn)，收縮凹陷.熔接痕.飛邊等缺陷（外觀縮痕要求不是很高）；

2）塑件為內(nèi)部功能件，燈頭孔.后蓋孔等裝配要求高；

3）塑件外形復(fù)雜，塑件外側(cè)面有6處倒扣，燈殼除了燈頭孔非左右鏡像外，其余特征都是左右鏡像；

4）塑件外側(cè)面共有6處倒扣，需采用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)；

5）根據(jù)塑件特征，燈殼塑件有粘定模風(fēng)險，塑件設(shè)計需預(yù)防粘定模。

2. 模具結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)汽車燈殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與外觀要求，模具優(yōu)先采用熱流道注塑模結(jié)構(gòu)。經(jīng)模流分析結(jié)果與技術(shù)討論，最終采用2點(diǎn)開放式熱流道直接進(jìn)膠。本模具S1，S2，S3，S4，S5，S6由于在塑件外側(cè)，倒扣面積大，因此優(yōu)先采用動?！靶睂?dǎo)柱+滑塊”的抽芯結(jié)構(gòu)。本模具最大外形尺寸為：12*95*82（mm）,總重量約8噸，屬于大型注塑模具。詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖8、圖9、圖1。

△圖8 汽車燈殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖1

△圖9 汽車燈殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖2

△圖1汽車燈殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖3

1.面板；2.熱流道板；3.導(dǎo)柱；4.A板；5.承壓板；6.導(dǎo)套；7.動模鑲件；8.司筒；9.B板；1.頂針板導(dǎo)柱；11.方鐵；12.頂針板導(dǎo)套；13.底板；14.鎖模塊；15.復(fù)位塊；16.復(fù)位桿；17.支撐柱；18.復(fù)位彈簧19.彈弓膠；2.垃圾釘；21.限位柱；22.推桿面板；23.推桿底板；24.動模鑲件；25.滑塊；26.彈簧；27.斜導(dǎo)柱；28.耐磨塊；29.耐磨塊；3.動模鑲針；31.定模鑲件；32.定模鑲件；33.二級熱嘴；34.動模鑲件；35.承壓板；36.斜導(dǎo)柱固定塊；37.斜導(dǎo)柱；38.耐磨塊；39.限位塊；4.滑塊；41.滑塊固定座；42.耐磨塊；43.頂針；44.司筒；45.司筒針；46.司筒針壓塊；47.斜導(dǎo)柱固定塊；48.耐磨塊；49.斜導(dǎo)柱；5.滑塊；51.限位塊；52.耐磨塊；53.動模鑲件；54.動模鑲件；55.斜導(dǎo)柱固定塊；56.耐磨塊；57.斜導(dǎo)柱；58.滑塊；59.限位塊；6.耐磨塊；

2.1成型零件設(shè)計

由于模具為大型模具，分型面復(fù)雜，故成型零件和模板采用一體式結(jié)構(gòu)，即模具的定模A板就是定模成型零件，模具的動模B板就是動模成型零件。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度剛性好，模具體積小，避免了開框、配框和制造斜楔等繁瑣的工序。

本模具設(shè)計時還做到了以下幾點(diǎn)：

1. 分型面順滑無尖角，無薄鋼，無線或點(diǎn)封膠；構(gòu)建了面封膠，在分模時使用延伸，掃掠，網(wǎng)格等做面方法，分型根據(jù)塑件的形狀構(gòu)建面，車燈模具分型面要求極高，不允許構(gòu)建的面起皺。構(gòu)建的分型面能有效保證CNC加工精度，不需EDM清角，分型面也不容易跑毛邊。車燈模具分型面光刀時需高速機(jī)，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速保證每分鐘至少2轉(zhuǎn)以上。

2. 鑲件與動模的配合部分，止口根部設(shè)計了合適的工藝倒R角或避空位，簡化了加工工序和減少加工工時，提高加工效率。

3. 所有非成型轉(zhuǎn)角設(shè)計R角，防止應(yīng)力開裂，工藝R角不小于R5，根據(jù)模具大小，盡可能設(shè)計比較大的工藝R角；模具上銳利的棱邊容易造成操作人員意外受傷，模具上非參與成型或配合的棱邊都要設(shè)計倒C角或R角，根據(jù)模具大小盡可能設(shè)計比較大的倒角。

4. 分型面的避空：模具分型面寬度為4MM，分型面以外的區(qū)域定動模都要避空1MM,以有效減少加工工時。分型面的避空不僅指外圍分型面，也包括大面積的分型面。特別說明：模具分型面的寬度包括排氣槽在內(nèi)。在大面積的避空處要設(shè)計承壓塊，以保證模具受力均勻，避免模具長期生產(chǎn)跑披鋒，在砰穿孔區(qū)域設(shè)計避空的同時，還要在定模或者動模設(shè)計排氣孔，方便定動模合模時壓縮的空氣排出。

5. 分型面根據(jù)塑件形狀構(gòu)建，必要時對塑件進(jìn)行優(yōu)化處理。對于中大型模具，承壓板槽盡量開通，方便CNC加工。設(shè)計分型面時盡量以簡化模具加工，平整順滑為原則，做出的分型面無薄鋼，無尖角，插穿角度合理。

6. 分型面圓滑平整，UG分模時禁止出現(xiàn)很多碎面小面（CNC加工時易彈刀，加工精度降低），盡量用延伸面，網(wǎng)格面，掃掠面構(gòu)建分型面，或者先延伸1-2mm封膠面，再做拉伸面與過渡面，封膠面根據(jù)注塑機(jī)噸位與模具的大小設(shè)計。

7. 分型面或者插穿孔所有插穿角度設(shè)計在7度以上，提高模具使用壽命。

8. 對于汽車中大型模具，鑲件設(shè)計盡量優(yōu)先從分型面裝拆的方式，塑件膠位面可采取堵銅處理，鑲件需兩側(cè)設(shè)計5度斜度，方便配模與裝拆鑲件。

2.2澆注系統(tǒng)設(shè)計

塑件通過模流分析，澆注系統(tǒng)采用2點(diǎn)開放式熱流道直接進(jìn)膠。在設(shè)計模具時，在熱嘴區(qū)域以及熱嘴正對著的動模區(qū)域，要設(shè)計冷卻水來加強(qiáng)對熱嘴區(qū)域的冷卻，避免熱嘴出現(xiàn)流延，拉絲, 澆口殘留過高的現(xiàn)象發(fā)生。本模具為開放式熱流道進(jìn)膠，在設(shè)計熱流道時要注意以下幾點(diǎn)：

1. 熱流道固定板涉及走線區(qū)域需要設(shè)計工藝R角，避免劃傷電線。走線區(qū)域為了便于CNC加工，盡量走直線，少拐彎。

2. 設(shè)計熱流道時需要仔細(xì)檢查熱流道插座的位置是否符合客戶要求。

3. 模具的主射嘴必須低于面板至少2MM，以防翻模時碰壞熱嘴。

4.液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)連接在非操作側(cè)，不可超出碼模板，如果超出碼模板就需要設(shè)計保護(hù)板，或者將液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)沉入模板內(nèi)側(cè)，起到保護(hù)熱流道元件，避免液壓系統(tǒng)與電氣元件被撞壞的現(xiàn)象發(fā)生。

本模具澆注系統(tǒng)采用熱流道直接進(jìn)膠，進(jìn)膠點(diǎn)直接設(shè)計在塑件表面，這樣的設(shè)計料流速度快，注塑周期短，成型質(zhì)量好。

圖11汽車燈殼注塑模具熱流道設(shè)計

2.3側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計

每個塑件均有6個倒扣，模具分別由S1,S2,S3,S4,S5,S6六個側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)完成側(cè)向抽芯。均采用了“動?；瑝K+斜導(dǎo)柱+定位夾”的抽芯機(jī)構(gòu)，由滑塊25、斜導(dǎo)柱27、斜導(dǎo)柱固定塊36、定位夾26、限位塊39和耐磨塊28組成，見圖12。這種結(jié)構(gòu)加工簡單，抽芯動作安全穩(wěn)定可靠。

設(shè)計滑塊時優(yōu)先采用機(jī)械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，因為機(jī)械驅(qū)動最穩(wěn)定可靠，且節(jié)省成本?；瑝K的設(shè)計原則是：

1.優(yōu)先左右側(cè)，次選天地側(cè)，天側(cè)設(shè)計滑塊需要設(shè)計彈簧或定位夾定位。地側(cè)滑塊不設(shè)計彈簧，因為滑塊憑著自身重量開模時會下掉，可以設(shè)計定位夾代替彈簧。

2.優(yōu)先常規(guī)滑塊，次選斜滑塊。因為斜滑塊加工難度大，成本高，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，常規(guī)滑塊更安全可靠。塑件排位時應(yīng)盡量避免滑塊和斜頂產(chǎn)生復(fù)合抽芯角度（即相互發(fā)生干涉），減小模具加工的難度，見圖7。圖7所示的滑塊需朝上和朝右兩個方向抽芯，加工困難。更改排位后，滑塊只需朝上抽芯，加工簡單。

3.滑塊的設(shè)計需遵循動模優(yōu)先原則，能動?；瑝K不定模滑塊，能常規(guī)滑塊不斜滑塊，能斜滑塊不隧道滑塊。

△圖12滑塊設(shè)計要點(diǎn)

△圖13汽車燈殼滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)

2.4溫度控制設(shè)計

汽車前大燈燈殼尺寸精度高，模具溫度控制系統(tǒng)設(shè)計要保證冷卻均勻和快速冷卻。要做到這一點(diǎn)，冷卻水道距離型腔面必須大致相等，以達(dá)到模具型腔各處溫度大致均衡。因為燈殼外形落差大，所以本模具的溫度控制系統(tǒng)采用了“垂直式水管+隔片式水井”的組合形式，

見圖14與圖15所示。本模具冷卻充分，水路設(shè)計均勻合理，因此大大提升了塑件的生產(chǎn)效率，成功將注塑周期控制在4S左右。

圖14（a）定模冷卻系統(tǒng)

圖15(b)動模冷卻系統(tǒng)

2.5導(dǎo)向定位系統(tǒng)設(shè)計

本模具在4個角上各設(shè)計了1支D6*445圓導(dǎo)柱。（導(dǎo)柱最長做到1倍直徑）導(dǎo)柱安裝在定模側(cè)，由于塑件開模后留在動模側(cè)，這樣就不會影響塑件取出，同時避免塑件粘上導(dǎo)柱上的油污。

導(dǎo)柱在翻模時還可作為支撐腳用，方便FIT模，如圖16所示。圓形導(dǎo)柱的長度必須保證合模時，在斜導(dǎo)柱插入滑塊之前2mm就插入導(dǎo)套，否則在模具制造和生產(chǎn)中會帶來很大的麻煩，嚴(yán)重時會損壞模具。模具導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計必須注意三級定位的設(shè)計，特別是要求高的汽車塑件。

模具導(dǎo)向定位設(shè)計不合理會造成模具運(yùn)動不順暢，模具易損壞，定動模錯位，塑件出現(xiàn)段差等問題，是注塑模具至關(guān)重要的系統(tǒng)。

△圖16汽車燈殼注塑模具導(dǎo)向定位系統(tǒng)

一級定位是指模具導(dǎo)柱的定位，是模具的初級定位，通過定動模導(dǎo)柱與導(dǎo)套的相互配合來完成定動模的定位。定位精度取決于模胚孔的加工精度與導(dǎo)柱導(dǎo)套的尺寸精度，模胚孔加工不準(zhǔn)會造成導(dǎo)柱插燒。導(dǎo)柱同時也是承受模胚重量的主要零件，設(shè)計時要考慮其強(qiáng)度與長度，太長太弱的導(dǎo)柱也會造成模具定位不準(zhǔn)與導(dǎo)柱插燒等問題。根據(jù)經(jīng)驗，導(dǎo)柱最長做到其直徑的1倍。

導(dǎo)柱導(dǎo)套的作用可歸納為3點(diǎn)：

1.對活動的零件進(jìn)行準(zhǔn)確的導(dǎo)向與定位。

2.支撐模具重量。

3.保護(hù)模具成型零件。

一般導(dǎo)柱的直徑大小按LKM標(biāo)準(zhǔn)來選擇，非標(biāo)模具導(dǎo)柱的直徑大小可以參考LKM標(biāo)準(zhǔn)，位置可以按圖17所示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，模具的導(dǎo)柱直徑最大一般只能做到8mm。導(dǎo)柱長度要保證能夠高出模具最高面3mm,有滑塊的模具保證在斜導(dǎo)柱插入滑塊之前2mm進(jìn)入導(dǎo)套，如圖18。

在注塑生產(chǎn)過程中經(jīng)常要對導(dǎo)柱導(dǎo)套做保養(yǎng)潤滑，避免導(dǎo)柱導(dǎo)套摩擦。模具碼模不緊與機(jī)臺前后板的不平行也是造成導(dǎo)柱定位不準(zhǔn)與插燒的原因。綜上所述，模具的一級定位至關(guān)重要。

二級定位指模具止口以及四面圍邊式的定動?；ユi定位，二級定位主要是模胚的定位。定位精度要高于導(dǎo)柱導(dǎo)套的定位。止口上耐磨塊槽盡量要配合加工，保證定動模的配合精度。耐磨塊材料采用熱處理材料CR12，在耐磨塊摩擦面要有油槽潤滑，耐磨塊可以有效保護(hù)模具上的薄弱插穿面，對精密模具與汽車模具來說二級定位非常重要。模具插穿面容易造成磨損與塑件易出現(xiàn)飛邊問題。這一點(diǎn)需要特別引起重視。

三級定位是指模仁上設(shè)計止口定位，主要保護(hù)模具插穿面精確定位。模仁上止口的定位是定動模仁上的精準(zhǔn)定位，是有效保護(hù)模仁上插穿面的機(jī)構(gòu)，同時也承受注塑的側(cè)向壓力。設(shè)計時不能向同一方向設(shè)計，需互鎖，避免模具向一側(cè)傾斜打滑，如圖19。止口在加工與合配模具時插穿要比模仁上緊，需要設(shè)置合理的加工公差，盡量采用機(jī)床加工精度保證其配合精準(zhǔn)，避免人工配合。這一點(diǎn)對汽車模具與精密模具尤為重要，止口高度設(shè)計需比模仁最高面高5-1mm,可有效保護(hù)模仁面。

汽車注塑模具的三級定位一級比一級準(zhǔn)確，三級定位對于汽車模具與精密模具影響重大。是保證塑件質(zhì)量與模具導(dǎo)向定位的關(guān)鍵，對于其它模具也同樣適用。如果塑件沒有任何插穿面與外觀紋面時可以省掉部分定位設(shè)計，其余都要設(shè)計三級定位，并且要保證精度。

△圖17導(dǎo)柱位置設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

△圖18圓導(dǎo)柱強(qiáng)度與長度設(shè)計參考

受力不平衡,有側(cè)滑趨勢

圖19止口設(shè)計要點(diǎn)

3. 模具工作過程

熔體通過注塑機(jī)噴嘴，經(jīng)熱嘴33進(jìn)入模具型腔，熔體充滿型腔后，經(jīng)保壓、冷卻和固化，至足夠剛性后，注塑機(jī)拉動模具的動模固定板13，模具從分型面PLⅠ處開模。開模5mm后，塑件所有滑塊在斜導(dǎo)柱的驅(qū)動下與塑件脫離。注塑機(jī)油缸推動推件固定板22，推件固定板推動推桿16，接著油缸繼續(xù)作用，頂出75mm后，塑件與動模分離，塑件經(jīng)過機(jī)械手取件后，注塑機(jī)油缸拉動推件及其固定板復(fù)位，接著注塑機(jī)推動動模合模，模具開始下一次注射成型。

5. 模具排氣系統(tǒng)設(shè)計

汽車注塑模具一般較大，排氣系統(tǒng)的設(shè)計相當(dāng)重要。如果排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會嚴(yán)重影響塑件的質(zhì)量，出現(xiàn)包括填充不滿、困氣、脫模不順等注塑缺陷，嚴(yán)重時產(chǎn)品分型面處還會出現(xiàn)燒焦痕跡。汽車前大燈燈殼屬于內(nèi)部功能件，合理設(shè)計排氣是至為重要的。本模具排氣開設(shè)在分型面上，根據(jù)塑件特征，排氣槽開設(shè)在動模上。這種排氣槽加工方便快捷，可以直接CNC加工出來。在設(shè)計模具排氣系統(tǒng)時要注意以下幾點(diǎn)：

1）排氣要優(yōu)先開設(shè)在料流末端與塑件轉(zhuǎn)角位置。

2）靠近鑲件或壁厚最薄處，因為這里最容易形成熔接痕。

3）最好開設(shè)在分型面上，因為分型面上產(chǎn)生溢料最容易清除。

本模具排氣設(shè)計在動模側(cè)的分型面上，如圖22所示。

△圖22 汽車燈殼注塑模具排氣系統(tǒng)設(shè)計

6. 結(jié)果與討論

汽車燈殼塑件很容易出現(xiàn)粘定模的現(xiàn)象，解決車燈燈殼塑件粘定模的前期設(shè)計預(yù)防一般是：

1. 模具設(shè)計前檢查塑件抱緊力大的區(qū)域的脫模斜度是否大于3度以上，盡量設(shè)計在5度以上，避免粘定模與塑件拖傷。

2. 在塑件容易粘模與包緊力大的內(nèi)側(cè)面設(shè)計倒扣紋，倒扣紋深度在.5~1m之間，倒扣紋設(shè)計在靠近塑件的圓角處。

3. 塑件定模包緊力大處其相對應(yīng)的塑件內(nèi)側(cè)面設(shè)計加強(qiáng)筋，或者在推桿上設(shè)計倒扣勾。

本模具設(shè)計中塑件抱緊力大的區(qū)域由于出模斜度在5度以上，且在動模側(cè)設(shè)計了.5mm深的倒扣紋，因此模具頂出脫模順利，各機(jī)構(gòu)運(yùn)動順暢，模具安全穩(wěn)定可靠，模具沒有粘定模的現(xiàn)象，成功解決了燈殼類塑件粘定模的問題。該車型模具試產(chǎn)后，裝車效果良好，尺寸穩(wěn)定。改款車燈車展中得到了客戶的認(rèn)可與好評，為客戶創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

鑲件和滑塊座的連接方式那么多，你知道哪個最好用嗎？

方式一：利用T位進(jìn)行限位，鏍釘鎖死。加工方式也簡單，滑塊座割一個通槽，攻幾個鎖鑲件的牙，就可以了。更換鑲件也方便，甚至都不需要拆模都可以換鑲件，缺點(diǎn)就是鑲件左右缺少定位。

加工方式簡單，滑塊座割一個通槽：

方式二：鑲行位鑲件，用鏍絲拉緊，常見于行位稍大些的場合，行位座與介子分開加工，可以采用不同的料并方便改模。

不過要注意的是，如果螺絲和斜導(dǎo)柱孔干涉時，螺絲要深進(jìn)去，避免和斜導(dǎo)柱產(chǎn)生碰撞。

方式三：在多個小型芯時，采用壓板的方式，最好如圖所示，壓板下端有一平臺進(jìn)行定位。

方式四： 在行位座上線割一趨位，常用于過橋的行針，不過如果并排的針太多，這樣的方式可能在裝模的時候不好裝，因為鑲針行位上并沒有完全固定住，如下圖。

方式五： 常見的鑲針固定形式，底部用無頭鏍絲鎖緊，加工方便。不過要注意避開斜導(dǎo)柱孔。

方式六： 原身留，常見于較小的行位，這種做法基本淘汰，最大的缺點(diǎn)是修改更換不方便，重做的工作量太大！